아르곤-아르곤 연대측정법

Argon–argon dating

아르곤-아르곤(Ar/Ar)39 연대 측정은 칼륨-아르곤(K/Ar) 연대 측정을 정확하게 대체하기 위해 고안된 방사성 연대 측정 방법입니다. 이전 방법은 칼륨과 아르곤 측정을 위해 샘플을 두 개로 분할해야 하는 반면, 새로운 방법은 암석 조각이나 광물 알갱이 하나만 필요하고 아르곤 동위원소의 단일 측정을 사용합니다. 40Ar/39Ar 연대 측정은 안정한 형태의 칼륨(39K)을 방사성 Ar로 변환하기 위해 원자로로부터의 중성자 조사에 의존합니다. 알려진 나이의 표준이 알려지지 않은 샘플과 함께 조사되는 한, 아르곤 동위원소의 단일 측정을 사용하여 K/40Ar* 비율을 계산하고 따라서 알려지지 않은 샘플의 나이를 계산하는 것이 가능합니다. 40Ar*은 방사선을 발생시키는 Ar, 즉 K의 방사성 붕괴로부터 생성되는 Ar을 말합니다. 40Ar*은 표면에 흡착되거나 확산을 통해 유전되는 대기 아르곤을 포함하지 않으며 계산된 값은 Ar(대기 기원으로 추정됨)을 측정하고 대기 가스에서 Ar에 대해 Ar이 일정한 비율로 발견된다고 가정할 때 도출됩니다.

방법

샘플은 일반적으로 파쇄되며 광물의 단결정 또는 암석 조각은 분석을 위해 손으로 선택됩니다. 그런 다음 이들은 (n-p) 반응 K(n,p)39Ar을 통해 K로부터 Ar을 생성하기 위해 조사됩니다. 그런 다음 샘플은 레이저 또는 저항로를 통해 고진공 질량 분석기에서 가스를 제거합니다. 가열하면 광물(또는 광물)의 결정 구조가 저하되고 시료가 녹으면서 갇힌 가스가 방출됩니다. 가스에는 이산화탄소, 물, 질소 및 아르곤과 같은 대기 가스와 아르곤 및 헬륨과 같은 방사성 가스가 포함될 수 있습니다. Ar*의 존재비는 표본의 나이에 따라 증가하지만 증가율은 K의 반감기(12억 4800만 년)에 따라 기하급수적으로 감소합니다.

나이방정식

표본의 연령은 연령 방정식으로 표시됩니다.

여기서 λ은 K(약 5.5 x 10년, 반감기 약 12억 5천만 년에 해당)의 방사성 붕괴 상수이며, J는 J-팩터(조사 과정과 관련된 매개 변수), R은 Ar*/Ar 비율입니다. J 인자는 조사 과정에서 중성자 충격의 영향과 관련이 있습니다. 중성자 입자의 밀도가 높은 흐름은 밀도가 낮은 것보다 더 많은 K 원자를 Ar로 전환시킵니다.

상대 데이트만 가능

Ar/39Ar 방법은 상대 날짜만 측정합니다. Ar/39Ar 기법으로 연령을 계산하기 위해서는 표준에 대해 알려진 연령의 표본과 함께 미지의 표본을 조사하여 J 파라미터를 결정해야 합니다. 이 (1차) 표준은 궁극적으로 Ar/39Ar에 의해 결정될 수 없기 때문에, 먼저 다른 연대 측정 방법에 의해 결정되어야 합니다. 현재까지 가장 일반적으로 사용되는 방법은 기존의 K/Ar 기법입니다.[1] 사용된 표준을 보정하는 대안적인 방법은 천문학적 튜닝(궤도 튜닝이라고도 함)이며, 이는 약간 다른 연령에 도달합니다.[2]

적용들

Ar/39Ar 지구 연대학의 주요 용도는 변성 및 화성 광물을 연대 측정하는 것입니다. 40Ar/39Ar은 일반적으로 광물이 폐쇄 온도를 통해 냉각된 시간을 반영하기 때문에 화강암의 침입 연령을 제공하지 않을 것입니다. 그러나 폐쇄 온도를 초과하지 않은 변성암에서는 광물의 결정화가 연대를 측정할 가능성이 높습니다. Ar/39Ar 방법을 사용하면 고장 시스템의 이동 연대 측정도 가능합니다. 광물마다 폐쇄 온도가 다릅니다. 흑운모는 ~300°C, 백운모는 약 400°C, 혼블렌드는 ~550°C의 폐쇄 온도를 갖습니다. 따라서 세 가지 광물이 모두 포함된 화강암은 이러한 폐쇄 온도를 통해 식으면서 세 가지 다른 "나이"의 고용을 기록할 것입니다. 따라서 결정화 연대는 기록되지 않았지만, 이 정보는 암석의 열 이력을 구성하는 데 여전히 유용합니다.

광물의 연대 측정은 암석의 나이 정보를 제공할 수 있지만 가정을 해야 합니다. 광물은 대개 마지막으로 폐쇄 온도 이하로 식었을 때만 기록되며, 이는 암석이 겪은 모든 사건을 나타내는 것은 아닐 수 있으며, 침입 시기와 일치하지 않을 수도 있습니다. 따라서 나이 데이트에 대한 재량과 해석이 필수적입니다. 40Ar/39Ar 지구 연대학은 암석이 마감 온도를 지나 냉각된 후에 모든 Ar을 보유하고 분석 중에 적절하게 샘플링되었다고 가정합니다.

이 기술을 사용하면 K-Ar 데이트와 관련된 오류를 확인할 수 있습니다. 아르곤-아르곤 연대측정법은 칼륨 측정이 필요 없는 장점이 있습니다. 현대 분석 방법을 사용하면 결정의 개별 영역을 조사할 수 있습니다. 이 방법은 다양한 이벤트 중에 결정을 형성하고 냉각하는 것을 식별할 수 있기 때문에 중요합니다.

재보정

아르곤-아르곤 데이트의 한 가지 문제는 다른 데이트 방법과의 약간의 불일치였습니다.[3] Kuiper et al. 의 작업은 0.65%의 수정이 필요하다고 보고했습니다.[4] 따라서 백악기-고대 멸종(공룡이 멸종한 시기)은 이전에 65.0년 또는 65.5만년 전으로 거슬러 올라가 66.0-66.1Ma로 더 정확하게 거슬러 올라갑니다.

참고 항목

참고문헌

  1. ^ "New Mexico Geochronology Research Laboratory: K/Ar and 40Ar/39Ar Methods". New Mexico Bureau of Geology and Mineral Resources. Archived from the original on 2017-08-03. Retrieved 2008-09-16.
  2. ^ Kuiper, K. F.; Hilgen, F. J.; Steenbrink, J.; Wijbrans, J. R. (2004). "40Ar/39Ar ages of tephras intercalated in astronomically tuned Neogene sedimentary sequences in the eastern Mediterranean" (PDF). Earth and Planetary Science Letters. 222 (2): 583–597. Bibcode:2004E&PSL.222..583K. doi:10.1016/j.epsl.2004.03.005.
  3. ^ Renne, P. R. (1998). "Absolute Ages Aren't Exactly". Science. 282 (5395): 1840–1841. doi:10.1126/science.282.5395.1840. S2CID 129857264.
  4. ^ Kuiper, K. F.; Deino, A.; Hilgen, F. J.; Krijgsman, W.; Renne, P. R.; Wijbrans, J. R. (2008). "Synchronizing Rock Clocks of Earth History". Science. 320 (5875): 500–504. Bibcode:2008Sci...320..500K. doi:10.1126/science.1154339. PMID 18436783. S2CID 11959349.

외부 링크

Wikibook Historical Geology는 다음과 같은 주제의 페이지를 가지고 있습니다: Ar-Ardaying